AVR单片机C语言高级程序设计资源-CSDN文库

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AVR 单片机 C 语言高级程序设计
前言................................................................................................................................................ 2
第 1 章 概述................................................................................................................................... 3
1.1 提高编制单片机应用程序效率最好的办法是采用 C 语言编程.....................................4
1.2 C 语言具有突出的优点.................................................................................................... 5
1.3  AVR 单片机的 C 编译器简介........................................................................................... 6
第二章 AVR 单片机简介及主要特性............................................................................................. 7
2.1 AVR 单片机简介及主要特性............................................................................................ 7
2.2 学习开发 AVR 单片机用到的实验工具及器材................................................................8
第 3 章 AVR 单片机开发软件的安装及初步使用.......................................................................15
3.1 ICCAVR6.31A C 语言编译器安装.................................................................................... 15
3.2 AVR Studio 集成开发环境安装....................................................................................... 20
3.3 PonyProg2000 下载软件安装......................................................................................... 20
  3.4 我们的第一个 AVR 入门程序.......................................................................................21
第 4 章 AVR DEMO 单片机综合试验板原理介绍及使用............................................................39
4.1 AVR DEMO 单片机综合试验板......................................................................................39
4.2ATMEAG16L 单片机的主要特点与内部组成..................................................................40
4.3 使用 JTAGICE 仿真器（JTAG ICE）调试 AVR DEMO 单片机综合试验板.......................42

前言

世界进入  世纪后，由于电子技术及计算机技术的迅猛发展，新型电子

产品的更新换代速度越来越快。以单片机为核心构成的智能化产品具有体积小、

功能强、应用面广等优点，目前正以前所未见的速度取代着传统电子线路构成

的经典系统，蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地。

从前，汇编语言是单片机工程师进行软件开发的唯一选择，但汇编语言程

序的可读性和可移植性较差，采用汇编语言编写单片机应用系统程序的周期长，

而且调试和排错也比较困难。许多读者都发现，采用汇编语言设计一个大型复

杂程序时，可读性较困难，往往隔一段时间再看，又要花脑力从头再来。并且

不同类型的单片机，必须采用不同的汇编语言来编写，这是因为汇编语言完全

依赖于单片机硬件。这样，对开发者而言，如果由于项目的变化而经常变更单

片机类型，其开发的难度是可想而知的。因为对于学习一种单片机汇编语言开

发，总少不了学习、探索、实践、进步这样一个过程，这个过程少则半年，多

则  年，等你学完后再搞出产品，也许商机已消失。随着社会竞争的日益激

烈，开发效率已成为商战致胜的最重要法宝之一。

为了提高编制单片机系统和应用程序的效率，改善程序的可读性和可移植

性，最好的办法是采用高级语言编程。目前， 语言逐渐成为国内外开发单片

机的主流语言。

 语言是一种通用的编译型结构化计算机程序设计语言，在国际上十分流

行，它兼顾了多种高级语言的特点，并具备汇编语言的功能。它支持当前程序

设计中广泛采用的由顶向下的结构化程序设计技术。一般的高级语言难以实现

汇编语言对于计算机硬件直接进行操作（如对内存地址的操作、移位操作等）

的功能，而  语言既具有一般高级语言的特点，又能直接对计算机的硬件进行

操作。 语言有功能丰富的库函数、运算速度快、编译效率高，并且采用  语

言编写的程序能够很容易地在不同类型的计算机之间进行移植。因此， 语言

的应用范围越来越广泛，用  语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的

必然趋势。对汇编语言掌握到只要可以读懂程序，在时间要求比较严格的模块

中进行程序的优化即可。采用  语言不必对单片机和硬件接口的结构有很深入

的了解，编译器可以自动完成变量的存贮单元的分配，编程者就可以专注于应

用软件部分的设计，大大加快了软件的开发速度。统计资料表明，不同单片机

的  语言编译程序 的代码是公共的，采用  语言可以很容易地进行单片

机的程序移植工作，有利于产品中的单片机重新选型。 语言的编译效率也很

高，对于同一个问题，用  语言编写的程序生成代码的效率仅比用汇编语言编

写的程序低 ，由于现在片上 （或 ）空间做到

 字节（或更大）的单片机比比皆是，因此代码效率所差的 

已经不是重要问题。至于对开发速度、软件质量、结构严谨、程序坚固等方面

进行综合评述的话，则  语言的完美绝非是汇编语言编程所能比拟的。

本书以初学者为对象，从零开始，循序渐进地讲解当前最热门的  单片

机的  语言高级程序设计，在介绍  单片机的各单元部分基本特性的同时，

使用入门难度浅、程序长度短且又能立竿见影的初级实例，详细介绍了如何使

用  的片上资源，帮助初学者快速掌握  单片机的高效设计。

最后  章详细介绍了  个以  单片机为核心的实际产品的软硬件设计。

随书所附的光盘中提供了本书的所有软件设计程序文件，读者朋友可参考。

本书的编写工作得到了中国电力出版社大力支持，出版社的资深编辑刘炽

老师做了大量耐心细致的工作，使得本书得以顺利完成，在此表示衷心感谢。

由于作者水平有限，必定还存在不少缺点或漏洞，诚挚欢迎广大读者提出

意见并不吝赐教。

第 1 章概述

自从笔者出版了《手把手教你学单片机》（北京航空航天大学出版社出

版）一书后，由于教学方式新颖独特，入门难度明显降低，结合边学边练的实

训模式，很快有一大批读者入了单片机这扇门。据不完全统计，全国各地（包

括港澳台地区）跟着《手把手教你学单片机》学习的读者超过  万名，其中

不少读者已取得了丰硕的成果。有的读者给笔者来电说研制的“包装线控制器”

已稳定运行数月，还有的读者利用单片机做“霓虹灯程序控制器”并投放市

场，……等等。总之，《手把手教你学单片机》使不少读者从传统的电子技术

领域步入了微型计算机领域，进入了一个暂新的天地。

《手把手教你学单片机》一书是以汇编语言为主进行讲解实验的。所谓汇

编语言就是一种用文字助记符来表示机器指令的符号语言，是最接近机器码的

一种语言。汇编语言的主要优点是占用资源少、程序执行效率高。作为初学者

必须基本掌握汇编语言的设计方法，因为汇编语言直接操作计算机的硬件，学

习汇编语言对于了解单片机的硬件构造是有帮助的。

从前，汇编语言是单片机工程师进行软件开发的唯一选择，但汇编语言程

序的可读性和可移植性较差，采用汇编语言编写单片机应用系统程序的周期长，

而且调试和排错也比较困难。许多读者都发现，采用汇编语言设计一个大型复

杂程序时，可读性较困难，往往隔一段时间再看，又要花脑力从头再来。更为

重要的是，随着社会竞争的日益激烈，开发效率已成为商战致胜的最重要法宝

之一。

大家知道，不同类型内核的单片机，其指令系统是不一样的，因此用来编

写程序的汇编语言也是不一样的，这样就产生了很严重的问题。例如：我们原

来是学  系列单片机的，也做过许多产品，创造出一定的经济效益。但是，

忽然有一天，有客户要求用  单片机开发一款产品，其利益回报也相当不错，

但是你怎么办呢？重新开始学  的汇编语言？！等到学好学熟起码要半年

（有些人等到会熟练开发产品可能要一年以上的时间），客户会等不及，等半

年后也许商机已消失。这只是其中的一个难题，因为现在新型的单片机层出不

穷，如果你的一些客户经常拿不同的单片机要你开发设计，那你怎么办？要较

好地解决这些问题，你只能采用高级语言编程了。目前在单片机中， 语言是

首选的高级开发语言。

1.1 提高编制单片机应用程序效率最好的办法是采用 C 语言

编程

为了提高编制计算机系统和应用程序的效率，改善程序的可读性和可移植

性，最好的办法是采用高级语言编程。目前， 语言逐渐成为国内外开发单片

机的主流语言。

 语言是一种通用的编译型结构化计算机程序设计语言，在国际上十分流

行，它兼顾了多种高级语言的特点，并具备汇编语言的功能。它支持当前程序

设计中广泛采用的由顶向下的结构化程序设计技术。一般的高级语言难以实现

汇编语言对于计算机硬件直接进行操作（如对内存地址的操作、移位操作等）

的功能，而  语言既具有一般高级语言的特点，又能直接对计算机的硬件进行

操作。 语言有功能丰富的库函数、运算速度快、编译效率高，并且采用  语

言编写的程序能够很容易地在不同类型的计算机之间进行移植。因此， 语言

的应用范围越来越广泛。

用  语言来编写目标系统软件，会大大缩短开发周期，且明显地增加软件

的可读性，便于改进和扩充，从而研制出规模更大、性能更完备的系统。

因此，用  语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。对

汇编语言掌握到只要可以读懂程序，在时间要求比较严格的模块中进行程序的

优化即可。采用  语言进行设计也不必对单片机和硬件接口的结构有很深入的

了解，编译器可以自动完成变量存贮单元的分配，编程者就可以专注于应用软

件部分的设计，大大加快了软件的开发速度。采用  语言可以很容易地进行单

片机的程序移植工作，有利于产品中的单片机重新选型。

 语言的模块化程序结构特点，可以使程序模块大家共享，不断丰富。

语言可读性的特点，更容易使大家可以借鉴前人的开发经验，提高自己的软件

设计水平。采用  语言，可针对单片机常用的接口芯片编制通用的驱动函数，

可针对常用的功能模块、算法等编制相应的函数，这些函数经过归纳整理可形

成专家库函数，供广大的工程技术人员和单片机爱好者使用完善，这样可大大

提高国内单片机软件设计水平。

过去长时间困扰人们的“高级语言产生代码太长，运行速度太慢不适合单片

机使用”的致命缺点已被大幅度地克服。目前， 系列单片机的  语言编译

代码长度，已超过中等程序员的水平。而且， 系列单片机片上

、 空间都很大、运行速度很快，代码效率所差的 已

经不是什么重要问题。关于速度优化的问题，只要有好的仿真器的帮助，用人

工优化关键代码就是很简单的事了。至于谈到开发速度、软件质量、结构严谨、

程序坚固等方面的话，则  语言的完美绝非是汇编语言编程所能比拟的。

1.2 C 语言具有突出的优点

语言简洁，使用方便灵活

 语言是现有程序设计语言中规模最小的语言之一，而小的语言体系往往

能设计出较好的程序。 语言的关键字很少， 标准一共只有  个关键

字，种控制语句，压缩了一切不必要的成份。 语言的书写形式比较自由，

表达方法简洁，使用一些简单的方法就可以构造出相当复杂的数据类型和程序

结构。

可移植性好

用过汇编语言的读者都知道，即使是功能完全相同的一种程序，对于不同

的单片机，必须采用不同的汇编语言来编写。这是因为汇编语言完全依赖于单

片机硬件。而现代社会中新器件的更新换代速度非常快，也许我们每年都要跟

新的单片机打交道。如果每接触一种新的单片机就要学习一次新的汇编语言，

那么也许我们将一事无成，因为每学一种新的汇编语言，少则几月，多则上年，

那么我们还有多少时间真正用于产品开发呢？

 语言是通过编译来得到可执行代码的，统计资料表明，不同机器上的 

语言编译程序 的代码是公共的， 语言的编译程序便于移植，从而使在一

种单片机上使用的  语言程序，可以不加修改或稍加修改即可方便地移植到另

一种结构类型的单片机上去。这大大增强了我们使用各种单片机进行产品开发

的能力。

表达能力强

 语言具有丰富的数据结构类型，可以根据需要采用整型、实型、字符型、

数组类型、指针类型、结构类型、联合类型、枚举类型等多种数据类型来实现

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内容反馈

yangtaojsw

2012-12-04

非常实用的书。很好。很及时。正需要。
xiabu19

2014-06-12

比较实用的书籍。
shi06211

2015-04-05

好书，对初学者很有用
Chenboshi01

2015-01-18

好书，对初学者很有用。

goust51

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